3. Будет ли цинк плавиться, если его нагреть до температуры 420 °C? Почему?

Краткий ответ

3. Да: при \(420\,^\circ\text{C}\) цинк достигает температуры плавления и начинает плавиться. Чтобы расплавился весь кусок, нужно продолжать подводить теплоту; пока идёт плавление, температура остаётся \(420\,^\circ\text{C}\).

4. При \(1000\,^\circ\text{C}\):

• алюминий — жидкий;
• вольфрам — твёрдый;
• железо — твёрдое;
• золото — твёрдое;
• свинец — жидкий;
• серебро — жидкое.

5. Можно расплавить вещества, у которых температура плавления ниже \(100\,^\circ\text{C}\), например: лёд (\(0\,^\circ\text{C}\)), ртуть (\(-39\,^\circ\text{C}\)), парафин (около \(50\,^\circ\text{C}\)), стеарин (около \(72\,^\circ\text{C}\)), нафталин (около \(80\,^\circ\text{C}\)). Вещества с температурой плавления \(100\,^\circ\text{C}\) и выше в такой воде без дополнительного нагрева не расплавятся.

Как рассуждать

1. Вещество плавится, когда его нагрели до температуры плавления \(t_{\text{пл}}\) и продолжают передавать ему теплоту. Для полного плавления нужна энергия
   \[ Q=\lambda m. \] Поэтому при \(420\,^\circ\text{C}\) цинк не обязательно сразу станет весь жидким: он начнёт плавиться, а температура будет оставаться постоянной, пока твёрдая часть не исчезнет.

2. Агрегатное состояние при данной температуре определяют сравнением с \(t_{\text{пл}}\) и температурой кипения \(t_{\text{кип}}\): \[ t<t_{\text{пл}} \text{ — твёрдое},\qquad t_{\text{пл}}<t<t_{\text{кип}} \text{ — жидкое},\qquad t>t_{\text{кип}} \text{ — газообразное}. \] В точках фазовых переходов могут одновременно существовать две фазы.

3. Вода при \(100\,^\circ\text{C}\) может отдавать теплоту более холодному телу, но при нормальном давлении не нагреет его выше \(100\,^\circ\text{C}\). Поэтому расплавиться смогут вещества с \(t_{\text{пл}}<100\,^\circ\text{C}\), если воды достаточно.

Проверка: особенно близки значения у серебра и золота: \(962<1000<1063\), поэтому серебро при \(1000\,^\circ\text{C}\) жидкое, а золото ещё твёрдое. Для цинка \(420\,^\circ\text{C}\) совпадает с температурой плавления, поэтому он начинает плавиться.